중앙대, ‘나노바디 항체치료제 활용’ 항암제 저항성 유방암 치료 기전 규명

【뉴스제이】 중앙대학교(총장 박상규)는 항암제 저항성을 지닌 유방암을 치료하는 기전(機轉, 'mechanism)을 규명하는데 성공했다고 26일 밝혔다.

중앙대 의과대학 고기성 교수 연구팀은 ‘유방암 치료제 개발’에 새로운 전기를 가져다 줄 것으로 기대되는 연구성과를 논문으로 발표했다. 

중앙대 의과대학 고기성 교수와 오스트리아 린츠대 생물물리학과 오유진 박사팀, 성균관대 기계공학부 박성수 교수팀이 식물을 기반으로 한 ‘나노바디 항체치료제’를 사용해 항암제 저항성을 지닌 유방암을 치료하는 ‘기전’(機轉) 즉 매커니즘(mechanism)을 규명하는 데 성공했다. 

기존 항암 치료에 쓰이던 항체치료제는 크기가 커 종양 조직에 침투하는 과정에서 뚜렷한 한계를 나타냈다. 특히, 유방암 치료에 사용되는 일부 항암제(Trastuzumab)에 저항성을 보이는 환자들이 존재해 치료에 난항을 겪던 차였다. 

연구팀은 문제를 극복하기 위해 낙타과(Camelidae) 동물 항체와 인간 항체에 주목했다. 그 결과 두 항체의 유용한 도메인을 조합한 새로운 형태의 나노바디 인간화 항체 치료제를 식물을 통해 대량생산하는 데 성공했다. 

새롭게 개발한 ‘나노바디 항체치료제’는 분자량이 작아 종양 내부에 효과적으로 침투할 수 있다는 장점을 지닌다. 항원과의 결합능을 유지하면서 항암작용으로 항암제 저항성을 극복하고, 유방암 세포에 대한 특이성이 높다는 점도 연구팀은 밝혀냈다. 

원자힘 현미경을 통해 유방암 세포와 ‘나노바디 치료제’의 결합 역학을 측정해 작용 메커니즘을 밝힌 이번 연구성과는 식물 기반 나노바디 항암 치료 분야에 새로운 가능성을 열었다는 평을 받고 있다. 향후 이어질 임상 연구에도 큰 관심이 쏟아지는 중이다. 

식물 기반 나노바디 항체치료제는 비용 면에서도 큰 장점을 갖고 있다. 형질전환 식물을 기반으로 안정적이고 저렴하게 대규모 제조가 가능해 항암 치료 비용을 대폭 낮춰줄 수 있을 것으로 기대를 모은다. 

상세한 연구내용은 연구팀이 발표한 ‘식물 기반 나노 스케일 항암제 내성 유방암 억제 기전(Plant-Derived Anti-Human Epidermal Growth Factor Receptor 2 Antibody Suppresses Trastuzumab-Resistant Breast Cancer with Enhanced Nanoscale)’ 논문을 통해 확인이 가능하다. 이 논문은 JCR 상위 5.8% 국제학술지인 ‘ACS Nano’에 25일자로 게재됐으며, 표지 논문으로도 선정됐다. 

중앙대 의과대학 고기성 교수는 “이번 연구를 통해 그간 유방암 치료에 어려움을 가져다주던 항암제 저항성 문제를 해결하는 계기를 만들 수 있게 됐다. 환자들이 비용에 대한 부담을 덜고, 한층 안정적으로 유방암을 치료하는 환경을 만들기 위해 연구를 계속 발전시켜 나갈 것”이라고 말했다. 

한편, 고기성 교수는 '유방암 나노바디 치료제'뿐만 아니라 대장암, 다발성골수종 등 여러 암에 적용 가능한 백신과 항체 단백질, 당구조 최적화 연구도 수행하고 있다. 전염병에 대한 백신과 치료항체 개발에도 참여 중이다. 

앞서 고기성 교수의 유방암 진단 및 치료를 위한 치료를 위한 나노바디 단백질 발현에 대한 논문이 생물학연구정보센터(BRIC, Biological Research Information Center)가 운영하는 '한빛사'(한국을 빛낸 사람들)에 지난해 말에 소개됐다. 

'한빛사'는 세계적으로 권위 있는 SCI 등재 학술지 중에서도 피인용지수(IF, Impact Factor) 10 이상을 기록한 학술지에 논문을 발표한 국내 연구자를 소개하는 기관이다. 한빛사에 논문이 소개됐다는 것은 그만큼 우수한 연구성과라는 것을 증명한다. 

한빛사에 소개된 고 교수의 연구는 ‘유방암 치료를 위한 나노바디 단백질 발현 양상 식물잎 단일세포별 분석(Single-cell transcriptome sequencing of plant leaf expressing anti-HER2 VHH-FcK cancer therapeutic protein)’이다. 이 연구성과를 담은 논문은 세게적인 학술지 네이쳐(Nature)의 자매지로 IF 10.8을 기록한 사이언시픽 데이터(Scientific Data)에 지난해 12월 19일 게재됐다. 

연구에는 고 교수와 더불어 미국 유수의 의과대학에서 활동 중인 우리 대학 연구진 이승원 박사와 김기범 박사가 참여했다. 이 박사는 Knight Cancer Institute, Oregon Health & Science University, 김 박사는 Irving Medical Center, Columbia University에 현재 몸담고 있다.